高維數值積分數論方法研究開始於20世紀50年代末,其理論基礎是數論中的一致分佈論。命Us表示 s維單位立方體。假定

U s上上定義的函數,並假定 存在且其絕對值以 C為界。命

U s中具有偏差 D( n)的點集。所謂數論方法就是用被積函數在 p( k)(1≤ kn)上值的算術平均

作為 U s上定積分

的近似值,而誤差由下面的公式給出:

  J(fp(k))就是由點集p(k)(1≤kn)定義的一個求積公式。因此尋求Us上最佳求積公式的問題即等價於尋求Us上最佳偏差的點集的問題。從計算方法的觀點看,不僅要求點集p(k)(1≤kn)的偏差小,而且要求p(k)的形式簡單,易於計算。

  ① 科羅博夫-勞卡方法 命p表示素數,a=(α1α2,…,αs)表示整數向量,科羅博夫和E.勞卡證明瞭,對於任意p,皆存在a,使點集

有偏差 。也就是說用點集 Q( k)(1≤ kp)構造的求積公式有誤差 。對於 p求出 a的計算量為 O( p 2)次初等運算。因此當 p較大時,算出 a來很困難。

  ② 分圓域方法 分圓域

是一個 次代數數域。利用 的獨立單位組可得它的一個適合於   

的單位列 n l( l=1,2,…),其中 表示 n l的共軛數。如果使

則得點集

用這一點集構造的求積公式的誤差為

式中ε為任意正數。算出 n lh j l(1≤ j≤s-1)的計算量為 O(log n l)。因此算出 n l 沒有困難,但缺點是誤差略為偏大些。

  當2≤s≤18時,上述的panlh都已匯編成表,可供查閱。

  數論方法得到的求積公式的誤差主階均與維數無關,所以當s較大時,用數論方法近似計算Us上的定積分比較合算。

  

參考書目

 華羅庚、王元著:《數論在近似分析中的應用》,科學出版社,北京,1978。